公共交通运输作为一种便捷、高效、绿色的出行方式,可以减轻目前许多大中城市面临的拥堵难题。然而,由于用户偏好和分布的异质性,传统的定线公交服务难以满足城市中复杂的交通出行服务。因此,传统的公交运营及服务受到了各方挑战。为提升公交系统的运输竞争力,需求响应公交作为一种新型公交服务模式应运而生。然而,尽管这种新型公交模式结合了定线公交的机动性和出租车的可达性,目前依然存在一些缺陷:（1）当前的需求响应公交服务难以完成“最后一公里”的出行服务,“门到门服务”仍难以实现;（2）在客流密集的时间/地区,需求响应公交受其绕行时间和服务模式影响,运输效率较低;（3）需求响应公交服务易受到道路条件和基础设施的制约。近年来,共享单车因其灵活性和低排放等优势受到学者的广泛关注。然而,目前尚无文献针对考虑共享单车接驳的公交网络耦合优化问题进行深入研究。基此,本研究面向理想公交网络,应用了连续近似解析方法对基于共享单车接驳系统的新型多模式公交系统耦合优化问题进行建模,并为城市公交设计提供理论基础。研究内容主要分为两部分:（1）基于连续近似解析方法的使用共享单车接驳的需求响应公交耦合优化建模。通过解析引入共享单车对需求响应公交的绕行距离和运营周期的影响,研判使用共享单车的最优用户群体。该问题的研究目标为最小化乘客的时间成本与公交运营成本,并基于此构建了一个非线性混合整数模型。最后为求解该问题,设计了一种基于模拟退火和分支定界的混杂算法。（2）考虑多模式定线公交系统和共享单车接驳系统的耦合优化建模。该部分首先将共享单车作为一种双模式定线公交的关键接驳方式,结合共享单车的需求特征,解析面向需求时空异质性的共享单车接驳机制。而后,通过刻画公交乘客肖像,推导复杂关联背景下的期望站间距、线路间距、绕行长度、运营策略以及共享单车投放密度等关键变量,从而建立了相应多模式多目标耦合优化模型。最后,展示了两种考虑共享单车接驳的多模式公交网络的系统表现。本研究的结果可以为考虑共享单车接驳的公交系统设计与优化提供理论依据。